Методичка_ЭЛС_крб_МАВ_ТАВ_V2

Среднесуточный размер движения поездов за месяц интенсивной работы пятого года эксплуатации

где A, B, C – значения, которые соответствуют 1, 2 и 3-й цифрам номера задания.

Средневзвешенный вес поезда Q при выполнении курсовой работы для студентов очного обучения принимается 5000 т, заочного – 4000 т.

На десятый год эксплуатации размеры движения возрастают в 1,2 раза

( k10 1,2 ).

Минимальный интервал движения между поездами при полном использовании пропускной способности участка равен 8 мин.

Коэффициент годовой неравномерности движения kн 1,15.

Расчетная нагрузка районных потребителей составляет 25 % от нагрузки электрической тяги ( kр 0,25).

Основное локомотивное депо (участковая станция) размещается на одном из граничных перегонов участка.

Населенные пункты расположены на границах каждого перегона. Нормальная схема питания контактной сети – параллельная.

Род тока – переменный.

3. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

Перед выполнением курсовой работы следует оценить ее объем и порядок проектирования устройств электроснабжения электрических железных дорог.

Выполнение курсовой работы условно можно разделить на три части:

1)определение вариантов размещения тяговых подстанций на участке;

2)расчет параметров и показателей работы системы электроснабжения для принятых вариантов размещения подстанций;

3)выбор оптимального варианта размещения подстанций на участке (экономическая часть).

11

В заключении на основе анализа выполненных расчетов и вариантов размещения тяговых подстанций студент должен предложить один окончательный вариант электроснабжения расчетного участка, исходя из двух критериев: обеспечения заданной пропускной способности и минимального уровня годовых приведенных затрат.

3.1. Расчетные размеры движения поездов

Расчетные размеры движения поездов определяют параметры системы электроснабжения (число и мощность подстанций, сечение контактной сети) и являются основными расчетными величинами для проверки надежности и оценки экономичности ее работы.

В зависимости от решаемой задачи в качестве расчетных принимаются следующие размеры движения поездов:

всреднем за сутки месяца интенсивной работы на пятый год эксплуатации определяется по формуле (1);

всреднем за сутки интенсивной работы на десятый год эксплуатации –

где k10 – коэффициент увеличения размеров на десятый год эксплуатации; в среднем за сутки расчетного года эксплуатации –

N (10)

Nсг(10) kн ; (3)

за сутки при полном использовании пропускной способности –

Θ Θ

где Т – расчетный период, Т = 1440 мин.

12

3.2. Варианты размещения тяговых подстанций на расчетном участке

В курсовой работе предусматривается сравнение двух вариантов размещения тяговых подстанций с учетом среднегодовой удельной мощности на тягу поездов при условии их обязательного сооружения в пунктах участковых станций и основных локомотивных депо (по возможности вблизи мест наибольшего электропотребления) в границах населенных пунктов. Выбор мест размещения тяговых подстанций на участке производится с учетом размеров движения поездов на расчетный десятый год эксплуатации и является важной оптимизационной задачей, оказывающей значительное влияние на технико-экономи- ческие показатели работы электрифицированного участка железной дороги.

Обязательным условием является то, что сравниваемые варианты должны быть технически равноценными, т. е. обеспечивать пропускную способность, соответствующую заданному межпоездному интервалу .

Расстояние между подстанциями должно стремиться к оптимальному расстоянию lср исходя из среднегодовой удельной мощности на тягу поездов (рис. 1).

80

км

60

lср 50

40

30

Pср

Рис. 1. Номограмма для определения средних значений оптимальных расстояний между тяговыми подстанциями двухпутного участка переменного тока с двухсторонним питанием

13

Для каждого варианта размещения тяговых подстанций по данным табл. 1, 2 составляется схема электрифицируемого участка с указанием местоположения и номера тяговой подстанций, расхода электроэнергии на 1-м и 2-м путях, длины перегонов и времени хода поезда по ним (полного и под током).

Пример схемы размещения тяговых подстанций на расчетном участке приведен на рис. 2, на котором указаны:

lз – длина межподстанционной зоны (МПЗ), км;

n1, n2 – число поездов, одновременно находящихся на 1-м и 2-м путях межподстанционной зоны:

Wj1, Wj2 – расход энергии на перегоне j соответственно 1-го и 2-го пути. Согласно требованиям стандартов числа, характеризующие один и тот же

показатель, должны быть определены с равной точностью. Поэтому все числа, показывающие количество поездов (n, n1, n2) на схеме рис. 2, должны иметь одинаковое количество знаков после запятой.

Для принятых вариантов проводится электрический расчет по размерам движения поездов для месяца интенсивной работы на десятый год эксплуатации в объеме, необходимом для определения годовых приведенных затрат с последующим сравнением рассматриваемых вариантов по этому показателю.

15

Рис. 2. Схема размещения тяговых подстанций

16

3.3. Расход электроэнергии на межподстанционных зонах и тяговых подстанциях

По расходу электроэнергии определяются расчетные нагрузки подстанции и контактной сети для выбора их параметров и оценки показателей работы системы электроснабжения.

Согласно предложенной методике расчета непрерывный характер потребления электроэнергии электрической тягой заменяется дискретным, при этом считается, что электропотребление имеет место в середине перегона. Причем чем ближе к подстанции, тем выше доля фидера этой подстанции в питании локомотива. По мере удаления от левой подстанции и приближения к правой возрастает доля фидера смежной подстанции (см. формулу (10).

Расчет расхода электроэнергии производится на десятый год эксплуатации по формулам:

1) на движение одного поезда по пути q в пределах рассчитываемой межподстанционной зоны –

k

Wq Wqj ; (9) j1

по фидеру f тяговой подстанции х, осуществляющей питание рассматриваемой межподстанционной зоны, –

2) на движение расчетного числа поездов N (10) за время Т в месяц интенсивной работы на одном пути –

на двух путях –

2

WT WTq ; (12)

q1

17

по фидеру f тяговой подстанции x –

по плечу питания d от тяговой подстанции x –

f (d )

Wxd WТxf ; (14)

f 1

3) на движение расчетного числа поездов по межподстанционной зоне за

год:

отнесенный к токоприемникам электровозов –

отнесенный к шинам подстанции –

В формулах (9) – (16) приняты следующие обозначения величин: Wqj рас-

ход электроэнергии на перегоне j пути q рассматриваемой межподстанционной

полнительного расхода электроэнергии на собственные нужды и маневры электровоза, kд 1,06; kс коэффициент потерь электроэнергии в контактной сети, для системы переменного тока kс 1,03.

Расчет рекомендуется проводить с использованием математических па-

кетов MathCAD, Maple, Matlab или электронных таблиц Excel.

18

Сначала вычисляются величины расхода электроэнергии по фидерам смежных подстанций (формула (8), затем производится проверка с применением формулы (7): сумма расходов по фидерам должна быть равна расходу электроэнергии на расчетном пути межподстанционной зоны. Использовать формулу (7) для расчета фидера смежной подстанции не допускается!

При выполнении расчетов с применением ЭВМ в пояснительной записке необходимо приводить ссылку на файлы, содержащие расчет, с указанием полного имени файла. Имена файлам следует давать грамотно с точки зрения русского языка и соответствующие проекту. В случае выполнения расчетов вручную в записке необходимо подставить значения в каждую формулу и привести полученный результат.

Результаты расчета сводятся в табл. 3, в которой числа следует округлить до целых и выровнять в таблице по правому краю.

3.4. Мощность тяговой подстанции

Наибольшая эффективность капиталовложений по тяговым подстанциям достигается при обеспечении оптимального срока службы понизительных трансформаторов. Оптимальный срок службы ограничивается сроком морального старения, который для трансформаторов равен 25 годам. Срок службы в общем случае определяется износом изоляции, который зависит от значения и продолжительности рабочей температуры обмоток и масла и имеет накапливаемый характер. Ресурс устанавливаемых на тяговых подстанциях понизительных трансформаторов при заданных расчетных условиях не должен превышать указанного оптимального срока службы, т. е. на двадцать пятый год эксплуатации правильно выбранные трансформаторы должны иметь предельный накопленный износ изоляции. При недостаточной мощности трансформатора это произойдет раньше и возникнет необходимость затраты средств на преждевременную его замену. При завышенной мощности трансформатора срок его службы превысит время морального износа и дополнительные капиталовложения на излишнюю установленную мощность окажутся необоснованными. Таким образом, задача выбора мощности трансформатора является по существу экономической.

19